【文章內容簡介】 12 1314 23 1415 34 1516 45 1617 56 1718 67 1819 78 1920 89 2021 910 2122 1011 2223 1112 2324 ⑴居民最高日生活用水量 Q1 ： Q1=qNf 其中： Q1― — 城市最高綜合生活用水， m３ ／ d； q――最高日生活用水量定額，Ｌ／（ ）； 吉林化工學院給水排水工程 10 級管道工程課程設計 7 Ｎ――城市設計年限內計劃用水人口數(shù)； f――城市自來水 普及率，采用 f=100% 所以： Ⅰ區(qū)： Q1 ＝ 370 8 104 100%/1000＝ 104 m3/d Ⅱ區(qū)： Q1=240 9 104 100%/1000= 104 m3/d ⑵工業(yè)企業(yè)的生活用水量 Q2=∑ n Ni qi/1000 其中： Q2― — 工業(yè)企業(yè)職工生活用水， m3/d； n――每日班制 Ni――工業(yè)企業(yè)每班職工人口數(shù)； qi――職工生活用水量定額，Ｌ／（ ）； 一般車間取 25Ｌ／（ ），高溫車間取 35Ｌ／（ ） 所以： 職工生活用水量： Ⅰ區(qū) ： Q2=（ 1200 60% 35+1200 25 40%+1200 70%25+1200 30% 35） /1000= m3/d Ⅱ區(qū) : Q2=(1800 70% 35+1800 30% 25) /1000= m3/d ⑶職工淋浴用水量 Q3=∑ n Ni qi/1000 其中： Q3― — 工業(yè)企業(yè)職工淋浴用水， m3/d； n――每日班制 Ni――工業(yè)企業(yè)每班職工人口 數(shù)； qi――職工淋浴用水量定額，Ｌ／（ ）； 一般車間取 40Ｌ／（ ），高溫車間取 60Ｌ／（ ） 所以： 職工淋浴用水量： Ⅰ區(qū) : Q3=（ 1200 40% 60+1200 40 60% 30%+1200 70%40 50%+1200 30% 60） /1000= m3/d Ⅱ區(qū) ： Q3=（ 1800 70% 40 30%+1800 30% 60 ）/1000=⑷工業(yè)生產用水量 Q4=q B（ 1n） 吉林化工學院給水排水工程 10 級管道工程課程設計 8 其中： Q4― — 工業(yè)生產用水量， m３ ／ d； n――工業(yè)用水重復利用率 B――城市工業(yè)總產值 ， 萬元； q――城市萬元產值用水量， m３ ／萬元 由原始設計資料可知，該地區(qū)有 甲，乙，丙 三 座工廠，生產用水分別為3000 m３ ／ d， 1800 m３ ／ d， 2400 m３ ／ d重復利用率分別為 10%， 15%， 20%則工業(yè)生產用水分別為： 甲 廠： Q4=3000（ 110%） =2700 m３ ／ d 乙 廠： Q4=1800（ 115%） =1530 m３ ／ d 丁 廠： Q4=2400（ 120%） =1920 m３ ／ d ⑸澆灑道路及綠地用水量 根據(jù)設計資料可知 Q5=500 m３ ／ d 分兩次澆灑，可取時間段 910， 1415，相應每段的澆灑量為 250 m3。 ⑹火車站用水量 根據(jù)設計資料可知 Q6=600 m３ ／ d ⑺未預見用水量的計算 按最高日用水量的 25%算。 最高日的用水量包括居民的生活用水；工業(yè)用水及企業(yè)生活用水；澆灑道路及綠化用水。則未預見用水總量： Q=（ 321 Q ?? + 4Q + 5Q ） = m3/d 按 24 小時平均分配得到每小時的未預見用水量為 /24=最高日設計流量 Qd： Qd ＝（ Q1+Q2+Q3+ Q4+ Q5+ Q6+ Q） ＝ m３ /d 吉林化工學院給水排水工程 10 級管道工程課程設計 9 第 3 章 管網(wǎng)定線 及水力計算 管網(wǎng)的布置形式 給水管網(wǎng)布置的要求 給水管網(wǎng)的布置應滿足以下要求： ⅰ：按照城市規(guī)劃的平面布置圖布置管網(wǎng)，布置時應考慮給水系統(tǒng)分期建設的可能，并留有發(fā)展的余地。 ⅱ :管網(wǎng)布置必須保證供水安全可靠，管線布置均勻，當局部管 網(wǎng)發(fā)生事故時，斷水范圍應減到最小。 ⅲ：力求以最短的距離敷設管線，以降低管網(wǎng)造價和供水能量費用。 給水管網(wǎng)布置的形式： 盡管給水管網(wǎng)有各種各樣的要求，但不外乎最常用的兩種布置形式，即樹枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀網(wǎng)。樹枝狀管網(wǎng)一般適用于小城市和小型工礦企業(yè)，這類管網(wǎng)每個管段只有一個水流方向，計算方便，節(jié)約管材，但供水安全性差。 環(huán)狀網(wǎng)中，管線連接成環(huán)狀，每個管段至少有一個供水方向，供水可靠性好，但管網(wǎng)造價比較高。它多用于大型城市，大型企業(yè)，斷水影響大的城區(qū)等。 一般來說，在城市建設的初期，多數(shù)是樹枝 狀網(wǎng)，以后隨著城市的發(fā)展再建設環(huán)狀網(wǎng)，實際上，現(xiàn)有城市的給水管網(wǎng)，一般是將樹枝網(wǎng)和環(huán)狀網(wǎng)結合起來使用的，在城市中心采用環(huán)狀網(wǎng)，邊緣地區(qū)則采用樹枝狀網(wǎng)。對供水安全性要求高的地區(qū)也應采用環(huán)狀網(wǎng)。 方案的比較 有原始設計資料可以知道，本設計是為該地區(qū)新建給水系統(tǒng)，由于該城市有兩個分區(qū)，且有大型的工廠，鐵路從城市中心穿過，把城市分為一區(qū)和二區(qū)，火車站位于一區(qū)。為了保證鐵路北側的街區(qū)的供水安全，以及甲廠和火車站的用水安全可靠，本設計應采用環(huán)狀管網(wǎng)布置形式，給水廠設在河流的上游，且位于二吉林化工學院給水排水工程 10 級管道工程課程設計 10 區(qū)，城市的兩個分區(qū) 各有自己的給水環(huán)狀網(wǎng)，從二區(qū)到一區(qū)有兩條主干管橫穿鐵路，為北側的一區(qū)供水，選用兩條主干管可以保證一區(qū)的供水安全，使事故時的損失減到最小。 城市管網(wǎng)定線是 指在地形平面圖上確定管線的走向和位置。定線時一般只限于管網(wǎng)的干管和干管之間的連接管，不包括從干管到用戶的分配管和街道用戶的進水管。由于給水管線一般敷設在街道下，就近接入兩側的用戶，所以，管網(wǎng)的形狀應隨城市的總平面圖而定。 管網(wǎng)定線取決于城市的平面布置，供水區(qū)的地形，街區(qū)和用戶的分布，特別是大用戶的位置，河流，鐵路，橋梁的位置等，管網(wǎng)定 線一般遵循以下原則： ⒈沿道路規(guī)劃定線，走直線； ⒉靠近大用戶，指向大用戶； ⒊盡量平行敷設，沿供水方向平行布設干管，兩條相鄰干管間距一般為 500～800m； ⒋平行干管之間布設聯(lián)絡管，聯(lián)絡管平時不通水，只有事故時才采用，起到事故時輸水的作用，一般間距為 800～ 1000m； 考慮了上述要求，城市管網(wǎng)將是樹枝管和若干環(huán)組成的環(huán)狀管網(wǎng)，管線大致均勻的分布于整個城市的給水區(qū)。 給水管網(wǎng)中還必須考慮管線的附屬設備，如消火栓，閥門，排氣閥，泄水閥等。一般的，消火栓應 120m 設一個，經 有關部門同意，也可適當?shù)脑鰷p，閥門則 800～ 1000m 設一個，且不能同時關閉 5個消火栓或閥門。排氣閥一般設在標高較高的地方，而泄水閥用于事故時放空管中的水，應設在標高較低的地方。 具體定線見給水管網(wǎng)平面布置圖； 沿線流量的計算 比流量的計算 比流量是指假想的把除大用戶之外的水量均勻分布在全部干管的計算長度上，吉林化工學院給水排水工程 10 級管道工程課程設計 11 單位長度的流量成為比流量。若以 qs 表示比流量，則有： 其中： qs—— 比流量， L/ ； Q—— 管網(wǎng)總用水量 . L/s； ∑ q—— 大用戶集中用水量 . L/s； ∑ l—— 干管計算長度 .m 計算長度 不包括穿越廣場，公園等無建筑物的地區(qū)的管線，單側供水的管段取實際長度的一半。 由設計用水量可以知道，該城區(qū)的總用水量為 ，其中大用戶用水為 L/s，管長中包括不供水管不計算管段，計算長度為 0，還有單側供水管，計算長度取實長的一半 ,其余管段則以實長計算。 由平面布置圖得到： ∑ l=36640m，所以該環(huán)狀網(wǎng)的比流量 為： qs=()/ 36640= L/ 沿線流量的計算 沿線流量是指供給該管段兩側的用戶所需的流量，是比流量與管段長度的乘積。 由沿線流量定義可以得到： q1=L qs 其中 ： L—— 管段計算長度； qs—— 管段 比流量； 計算得到的沿線流量見附表 31 沿線流量計算表。 節(jié)點流量的計算 管網(wǎng)中 任意管段的流量，都由兩部分組成，一部分是沿該管段長度 L 配水的沿線流量 q1，另一部分則是通過該管段輸水到以后管段的轉輸流量 qt，轉輸流量沿線不變，而沿線流量則沿線配水，所以管段中的流量隨水流方向逐漸減小，到管段末端只剩下轉輸流量，因此，從管段的起點到終點，管段中的流量是變化l qQqs ????吉林化工學院給水排水工程 10 級管道工程課程設計 12 的。 按照用水量在全部干管上均勻分配的假定求出沿線流量，只是一種近似的方法，如上面所述，每一管段的沿線流量是沿線分配的。對于流量變化的管段，難以確定管徑和水頭損失，所以有必要將沿線流量轉化為從節(jié)點流出的流量。這樣，沿管線不再有流量流出，即管段中的流量不再沿管線變化，就可根據(jù)該流量確定管徑 。 節(jié)點流量就是假想的把沿線流量折算成管段兩端節(jié)點流出的流量， 節(jié)點流量可按公式計算 ： q節(jié) = 集中qqL ?? 其中：∑ qL—— 與該節(jié)點相連的管段的沿線流量 . L/s q 集中 —— 該節(jié)點流出的集中流量 . L/s 由上述公式便可計算出各節(jié)點的節(jié)點流量，如節(jié)點 1，與它相連的管段有 1～ 2，1～ 6， 1～ 6， 1～ 2 的沿線流量分別為 ， ，且節(jié)點 1 沒有集中流出的流量，則節(jié) 點 1的節(jié)點流量為 q7=（ +） /2= L/s 其余節(jié)點方法相同，詳見附表 31 節(jié)點流量計算表： 管段初分流量 任一 管段的 計算流量實際上包括該管段兩側的沿線流量和通過該管段輸送到以后管段的轉輸流量，為了初步確定管段的計算流量，必須按最大時用水量進行流量分配，得出各管段流量后，才能據(jù)此確定管徑和進行水力計算，所以流量分配在管網(wǎng)計算中是一個重要的環(huán)節(jié)。 求出節(jié)點流量后，就可以進行管網(wǎng)的流量分配，分配到各管段的流量已經包括了沿線流量和轉輸流量，環(huán)狀 網(wǎng)的流量分配比較復雜，因為各管段的流量沒有直接的聯(lián)系，并且在一個節(jié)點上連接幾條管段，因此任一節(jié)點的流量包括該節(jié)點流量和流向以及流離該節(jié)點的幾條管段流量。所以環(huán)狀網(wǎng)流量分配時，由于到任一節(jié)點的水流情況較為復雜，不能像樹枝網(wǎng)一樣，對任一管段得到唯一的流量值。分配時，必須保證每一節(jié)點的水流連續(xù)性，也就是流向任一節(jié)點的流量必須吉林化工學院給水排水工程 10 級管道工程課程設計 13 等于流離任一節(jié)點的流量，以滿足節(jié)點流量平衡條件。 用公式可表示為： ∑ qij+ qi=0 其中： ∑ qij—— 從節(jié)點 i到節(jié)點 j的管段流量， L/s； qi—— 節(jié)點 i的節(jié)點流量， L/s； 一般假定流離節(jié)點的流量為正，流向節(jié)點的流量為負。 流量分配 的原則有： ⑴按照管網(wǎng)的主要供水方向，初擬各管段的水流方向，并確定控制點（最不利點） ⑵從二泵站到控制點間，選定幾條主要的平行干管線，盡可能平均分配流量，并滿足節(jié)點方程。 ⑶連接管中可以分配少部分流量。 ⑷多水源管網(wǎng)，初步確定各水源的供水分界線，從各水源開始，尋供水的主流方向，按每一節(jié)點符合節(jié)點方程的條件，同時考慮經濟性和安全性，進行流量的分配。 環(huán)狀網(wǎng)流量分配后，即可得出各管段的計 算流量，由此可初步選定管徑。 計算水頭損失 給水管網(wǎng)任一管段水頭損失為： mnh =il 式中 i— 單位管段長度的水頭損失，或水力坡度； l— 管段 m， n的長度， m。 水頭損失結果見附表 32 管道參數(shù)表： 管網(wǎng)平差 管網(wǎng)水力計算的目的在于求出各水源點的供水量，各管段的流量，管網(wǎng)平差的目的在于使各環(huán)狀網(wǎng)能夠均勻供水，保證供水的安全可靠，同時使管網(wǎng)的造價降到最低。 吉林化工學院給水排水工程 10 級管道工程課程設計 14 環(huán)狀網(wǎng)的平差采用哈代 羅斯法，并忽略了公共管段傳來的臨環(huán)的校正流 量對本環(huán)校正流量的影響，可以簡化計算。 管網(wǎng)平差的步驟是首先計算比流量，沿線流量，節(jié)點流量，然后進行流量的初步分配，初步選定流量的方向，一般以順時針為正，逆時針為負，然后可以用經濟流速確定管徑，要求 DN＜ 400mm 時，流速應處于 ～ ，之間，當DN≥ 400mm 時，流速處于 ～ ，這樣就可以查給水排水管材手冊，確定了 i‰，以及水頭損失，并